随着微电子技术、计算机技术、嵌入式技术的高速发展及其在工程检测中的应用,新的设计理念、新的实现方式不断出现,并突破了传统工程检测系统的设计模式。新一代嵌入式非金属超声检测系统的工作模式更为灵活,结构划分更为合理、任务分工更为科学,具有广泛的应用前景。本课题采用可重配置的软微处理器和嵌入式多任务实时操作系统,通过在FPGA中构建具有自主知识产权的SOPC系统,设计了模块化的嵌入式非金属超声检测仪,可完成声波采集、数据处理、人机友好交互等功能。该系统克服了传统声波检测仪上市周期慢、升级不方便、功耗高等缺点,在各方面有了很大的提高。根据非金属超声检测对系统结构和功能的新需求,本系统由SOPC系统、程控高压发射系统、数据采集以及各种接口系统组成。完成了基于NiosⅡ软核微处理器平台的SOPC系统构建。针对非金属超声检测系统对实时性、可靠性的要求,实现了μC/OS-Ⅱ操作系统在NiosⅡ的移植。文章首先介绍了超声检测的相关理论以及现状,并在此基础上详细介绍了硬件系统各模块的设计和部分软件模块的设计流程。基于低功耗便携式的设计思想,将大部分功能集成在FPGA内。接收系统采用程控滤波和程控放大,使得用户能根据回波信号的强弱和探头频率的不同而选择不同的滤波电路和放大倍数;交直流供电满足不同的应用场合;采用高分辨率大屏幕TFT液晶显示器,被测波形直观形象;触摸屏输入,操作方便。各种接口齐全,方便用户进一步数据处理。通过和其它仪器对比,该系统具有可重配置性好,重量轻等优点,为产品的升级提供了很大的方便。课题的研究成果对于自主创新的今天,具有很强的指导价值。